某车型淋雨试验车门区域漏水问题的 分析与改进

郭永庆，盛大全，顾晓春

（上海世科嘉车辆技术研发有限公司，上海 201702）

前言

防水性是整车的重要性能之一，车辆在车间下线后，都会在专用的淋雨间进行淋雨试验，一般主机厂的实验标准是车顶区域淋雨强度控制为20 mm/min～25 mm/min，车身侧面淋雨强度为10 mm/min～15 mm/min，淋雨持续时间不少于10 min。在试制阶段开展淋雨试验，可以验证前期开发阶段的整车密封方案，并提前在实车上发现问题，提供改善方向。

在淋雨试验时，包括白车身焊接、零部件质量、工人装配水平的诸多因素都会对淋雨结果有影响。汽车行业关于淋雨试验失效的论文，基本都是从密封条结构、白车身焊接、车身涂胶等方面对失效原因进行分析，论文中描述的失效模式较少[1-3]。但是车门区域作为一个复杂的整体，还存在多种淋雨试验失效的案例，本文根据某车型生产经验，浅析车门上的装配件对淋雨试验失效的影响。

1 淋雨试验典型漏水现象及原因分析

某车型在车门区域的密封形式，是由头道条和门洞条组成两道密封。车门内外板之间的空腔进水后，由内板最下部的排水孔流出，车门内板上的工艺孔（如升降器安装孔和减重孔）由塑料防水膜封堵，防止车门内外板空腔内的水流接触门护板。车门区域的两道密封结构如图1所示。

图1 车门密封形式

经过淋雨试验，打开车门后发现门槛位置的门洞条区域有水渍，门洞条区域的水渍情况见图2。

图2 门槛处门洞条区域水渍

检查各项因素后，发现水流从门护板下边缘流出，这说明车门内板上的防水膜失效，有水流穿过防水膜流到门护板区域，最终从门护板下部排出。经排查，发现有以下几个漏水因素。

1.1 线束卡扣扎破防水膜引起的漏水

常见的车门内板隔绝形式有三种，如图3所示。一是在车门内板上使用一体式门模块，将升降器、扬声器等零件集成在门模块上，一体式门模块使用卡扣或螺栓安装，门模块边缘有发泡胶密封，常见于高档车型，例如奔驰E级，一体式门模块可以代替防水膜的作用。二是在升降器工艺孔上使用PP堵盖进行封堵，PP堵盖采用卡接形式固定，周边用海绵条进行密封，此时也不需要使用防水膜。例如丰田凯美瑞就是这种类型。三是使用塑料防水膜，封堵升降器工艺孔及减重孔，防水膜周圈用胶粘在钣金上，成本较低，这也是最常见的防水形式，例如魏VV5。

图3 车门内板的隔绝形式

本文所述车型在车门区域使用防水膜进行密封。防水膜是车门内部重要的防水零件之一，车门内外板之间的空腔允许少量水流进入，俗称湿区。但车门内板上还开有众多的工艺孔和减重孔，所以此时需要在车门内板和门护板之间布置防水膜，防止车门空腔内的水流通过钣金工艺孔进入吸音棉及门护板区域。防水膜与门护板之间的空间也称为干区。

淋雨试验结束后拆卸门护板，发现电器线束的反装卡扣将防水膜顶破。车门线束的主体部分布置在车门内外板之间，线束通过卡扣装配在车门内板上，部分卡扣反装，尖头朝向车内顶住防水膜，本例中的反装卡扣布置在防水膜压胶路径附近，当用滚轮摁压防水膜胶时，卡扣尖头将防水膜刺穿。淋雨试验时湿区内的水流穿过防水膜上的破孔，从门护板下部流出，滴落在门槛位置的门洞密封条表面。线束上的反装卡扣与防水膜的配合如图4所示。

图4 线束卡扣与防水膜的配合

1.2 门护板底部卡扣座引起的漏水

门护板边缘用卡扣固定在车门内板上，卡扣自带防水垫圈。为了增加门护板在车门内板上的固定强度，除常规卡扣外，门护板下部采用螺钉固定，螺钉座预先安装在车门内板上，门护板边缘设计沉台结构，螺钉从门护板边缘的沉台打入钣金螺钉座内，固定方式如图5所示。

图5 门护板螺钉座的配合结构

在门护板设计时，为了不在沉台表面产生缩痕，门护板边缘沉台背部的加强筋间距偏大且加强筋较细，加强筋强度较弱，导致打螺钉时沉台上的加强筋塌陷，另外螺钉座卡脚偏小，螺钉座在车门内板上卡接强度不足，螺钉对螺钉座施加的旋转力使螺钉座脱离车门内板产生缝隙，失去密封防水作用，车门内外板之间的水流，通过螺钉座上的离缝流到车门内板与门护板之间的干区，进而流到门护板下部的门洞条区域。螺钉座失效形式如图6所示。

图6 门护板螺钉座失效模式

1.3 线束引起的漏水

装配在车门内板上的线束总成，分支结构穿过防水膜连接在门护板上，防水膜上有海绵块封堵线束穿过时的开孔。在淋雨实验时，车门内外板之间湿区内的水流滴落在线束的无纺布包覆层上，无纺布包覆层吸水后，引导水流通过防水膜，即从湿区进入干区。在设计时，为了让工人在卡接线束与门护板插头时有更大的操作空间，会故意将线束做长，这就导致在防水膜与门护板之间的线束，自由状态下有一段下垂区域。水流通过无纺布包覆层累积在线束最下端，吸水饱和后形成水滴滴落，引起漏水，如图7所示，此时水滴正在从线束最下端滴落。

图7 水流被线束引导产生的漏水

2 漏水问题点的解决措施

针对上述三种漏水类型，分析原因后制定具体的改善措施：

2.1 对线束卡扣的设计优化

针对线束反装卡扣将防水膜顶穿的现象，考虑到线束走势，无法大范围改变反装卡扣的布置位置。所以将反装卡扣在车门内板上的固定区域做出沉台面，钣金沉台面低于防水膜，这样可以加大反装卡扣尖头与防水膜的距离，防水膜压胶路径不变，避免了压胶时卡扣尖头将防水膜顶破的情况。钣金沉台修改后的结构如图8所示。

图8 反装卡扣固定区域改为沉台

2.2 对门护板及螺钉座的设计优化

针对门护板下部螺钉座离缝引起的漏水问题，首先修改螺钉座结构，增加螺钉座卡脚与钣金孔的卡接重叠量，在不影响插入力的情况下，加大螺钉座在车门钣金上的拔出力。其次修改门护板下部螺钉沉台的背部加强筋结构，加强筋加密加宽，使加强筋在打螺钉时不会变形。通过上述两种措施，打螺钉时钣金上的螺钉座不再脱出，也不会有水流通过螺钉座流出，方案有效。门护板下部沉台加强筋结构优化后如图9所示。

图9 沉台加强筋优化后的结构

2.3 对车门线束的设计优化

针对线束无纺布包覆层导水引起的失效问题，有以下几个改善措施：首先，修改车门内外板之间的线束卡扣固定点布置，引导线束尽量避开湿区内水流路径，减少水流对线束的直接冲击，这样可以减少线束无纺布包覆层的水量积累。其次，调整线束穿出防水膜时海绵块对线束的密封方式，用海绵块将线束朝上固定。最后，缩短线束长度，使线束穿出防水膜后没有向下的走势。这样即使无纺布包覆层上有吸水，线束穿出防水膜后也不会向下累积滴落。经验证后方案有效。优化后的线束走势布置如图10所示。

图10 线束优化后的布置

3 优化后的验证与结论

经过对车门钣金、门护板、线束等零件的优化，各项改进措施体现后，重新进行淋雨试验，经验证，以上三处修改点均不再发生漏水问题，车门区域也无新增漏水现象。优化措施有效淋雨试验合格。

上述的三个漏水案例，既有零件质量问题（螺钉座离缝），也有结构布置问题（反装卡扣和线束布置），虽然不属于常见的密封条漏水，但在淋雨漏水的失效模式中比较典型，通过对这些问题的分析和解决，及解决了实际生产出现的问题，也为后续车型的设计积累了经验，避免新车型再发生同样错误。